一種仿啄木鳥(niǎo)頭部生理結(jié)構(gòu)的高效被動(dòng)隔減振平臺(tái)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種仿啄木鳥(niǎo)頭部生理結(jié)構(gòu)的高效被動(dòng)隔減振平臺(tái)，包括被動(dòng)減振組件、變剛度變阻尼空氣彈簧組件、組合承載平臺(tái)和外框架，所述被動(dòng)減振組件包括硬質(zhì)橡膠墊和剪切型粘彈阻尼器，所述變剛度變阻尼空氣彈簧組件包括兩個(gè)或兩個(gè)以上沿機(jī)座對(duì)稱分布的雙氣室空氣彈簧，所述組合承載平臺(tái)包括鋼板制成的頂板、底板和側(cè)板，頂板、底板和側(cè)板之間設(shè)置有隔離層，所述外框架對(duì)稱安裝在機(jī)座兩側(cè)。本實(shí)用新型的仿啄木鳥(niǎo)頭部生理結(jié)構(gòu)的高效被動(dòng)隔減振平臺(tái)無(wú)作動(dòng)部件，耗能低，相對(duì)于有主動(dòng)控制的減振平臺(tái)，可大幅度降低制造成本和運(yùn)行成本，節(jié)能，經(jīng)濟(jì)實(shí)用。
【專利說(shuō)明】一種仿啄木鳥(niǎo)頭部生理結(jié)構(gòu)的高效被動(dòng)隔減振平臺(tái)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及本實(shí)用新型涉及振動(dòng)控制技術(shù)和仿生【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種仿啄木鳥(niǎo)頭部生理結(jié)構(gòu)的高效被動(dòng)隔減振平臺(tái)。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)，由于技術(shù)與產(chǎn)業(yè)的不斷進(jìn)步，高速旋轉(zhuǎn)機(jī)械、電子設(shè)備、高效高精密加工和微機(jī)械等高精密系統(tǒng)對(duì)隔減振系統(tǒng)的要求達(dá)到了極其苛刻的程度。各種環(huán)境振動(dòng)、機(jī)械沖擊成為限制各類(lèi)高精密系統(tǒng)提高加工精度或工作精度的重要因素。目前在精密系統(tǒng)中仍是以空氣彈簧作為主要隔振元件的被動(dòng)或半主動(dòng)隔減振系統(tǒng)，這種單一隔振元件組成的隔減振系統(tǒng)已經(jīng)無(wú)法滿足高精尖技術(shù)裝備對(duì)振動(dòng)隔離技術(shù)的需求。為了提高隔減振系統(tǒng)的隔振效率，科研和工程技術(shù)人員也開(kāi)發(fā)了一些隔減振系統(tǒng)。
[0003]《中國(guó)機(jī)械工程》2006年第17卷第21期刊載的論文《微制造平臺(tái)隔振系統(tǒng)仿生設(shè)計(jì)》，模仿啄木鳥(niǎo)頭部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)了一種基于主動(dòng)控制技術(shù)的隔振平臺(tái)，由I個(gè)平臺(tái)、4個(gè)空氣彈簧、8個(gè)超磁致伸縮致動(dòng)器、6個(gè)伺服型傳感器、3個(gè)高度控制閥、I套控制系統(tǒng)組成。該裝置以超磁致伸縮致動(dòng)器作為主動(dòng)隔振元件，并與檢測(cè)系統(tǒng)一起構(gòu)成閉環(huán)主動(dòng)振動(dòng)控制系統(tǒng)，可以有效地消除由基礎(chǔ)傳遞過(guò)來(lái)的各種頻率的振動(dòng)擾力。但是該文件給出的主動(dòng)隔振系統(tǒng)包括平臺(tái)、空氣彈簧、超磁致伸縮致動(dòng)器、伺服型傳感器、高度控制閥、控制系統(tǒng)等，結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，而且致動(dòng)器、傳感器等的運(yùn)行都需要消耗能量。哈爾濱工業(yè)大學(xué)2010年公開(kāi)的一篇工學(xué)碩士學(xué)位論文《基于磁流變阻尼器減振平臺(tái)的研制》描述了一種基于磁流變阻尼器的半主動(dòng)減振平臺(tái)，由交流伺服電機(jī)、磁流變阻尼器、電控部件、機(jī)架等組成。該論文的主要目的是為了驗(yàn)證開(kāi)發(fā)的磁流變效應(yīng)控制算法的有效性和控制效果。作為一種基于智能型減振材料的主動(dòng)或半主動(dòng)減振平臺(tái)，實(shí)際應(yīng)用時(shí)必須設(shè)計(jì)相應(yīng)的電控裝置，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，費(fèi)用高。
[0004]專利CN100573341C所描述的一種精密減振組件及由其構(gòu)成的減振平臺(tái)，將被動(dòng)減振組件與主動(dòng)減振執(zhí)行器并聯(lián)構(gòu)成的一種半主動(dòng)減振平臺(tái)，具有減振和定位功能，該結(jié)構(gòu)雖然實(shí)現(xiàn)了對(duì)寬頻域振動(dòng)的有效抑制，但是裝置中主動(dòng)減振執(zhí)行器的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，能量消耗也較大。專利CN102621064A公開(kāi)了一種專門(mén)為精密光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的減振平臺(tái)，包括可移動(dòng)臺(tái)面和用于驅(qū)動(dòng)可移動(dòng)臺(tái)面運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，在組成結(jié)構(gòu)中具有主動(dòng)控制減振單元，使得整體振動(dòng)量較小，可達(dá)0.005_數(shù)量級(jí)。因此該減振平臺(tái)屬于主動(dòng)控制領(lǐng)域而且應(yīng)用局限于精密控制系統(tǒng)，很難在其它各種機(jī)械設(shè)備中應(yīng)用。
[0005]綜上可見(jiàn)，目前已開(kāi)發(fā)的高精密系統(tǒng)隔減振平臺(tái)均采用以主動(dòng)減振控制技術(shù)為主的主動(dòng)或半主動(dòng)振動(dòng)控制技術(shù)，裝置中需要設(shè)計(jì)主動(dòng)減振元件的執(zhí)行機(jī)構(gòu)、控制器和控制算法，不僅結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而且費(fèi)用高，周期長(zhǎng)，安裝調(diào)試相對(duì)被動(dòng)振動(dòng)控制技術(shù)困難。因此如果能夠開(kāi)發(fā)一種基于被動(dòng)控制技術(shù)的隔減振平臺(tái)將會(huì)具有廣闊的工程應(yīng)用前景。本案設(shè)計(jì)人員就是以此為目標(biāo)，借鑒前期對(duì)啄木鳥(niǎo)頭部生理結(jié)構(gòu)隔減振機(jī)理的研究，在工程實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)合中將減振器件與減振要求進(jìn)行整體化考慮并進(jìn)行優(yōu)化匹配，基于被動(dòng)控制技術(shù)，利用剪切型粘彈阻尼器模擬啄木鳥(niǎo)頭骨內(nèi)腦脊液與大腦之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，在此基礎(chǔ)上構(gòu)造一種高效被動(dòng)隔減振平臺(tái)，并運(yùn)用振動(dòng)基礎(chǔ)理論、非線性阻尼理論和生物力學(xué)設(shè)計(jì)計(jì)算該平臺(tái)非線性剛度、阻尼的變化范圍，并對(duì)高效隔減振平臺(tái)的質(zhì)量、阻尼和剛度進(jìn)行優(yōu)化匹配，實(shí)現(xiàn)抑制低頻振動(dòng)和隔離中高頻振動(dòng)的目的，滿足高精密設(shè)備對(duì)隔減振系統(tǒng)的要求。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0006]為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本實(shí)用新型通過(guò)借鑒前期對(duì)啄木鳥(niǎo)頭部生理結(jié)構(gòu)的觀察和隔振機(jī)理的研究，提供一種利用硬質(zhì)橡膠墊、剪切型粘彈阻尼器、蜂窩狀復(fù)合結(jié)構(gòu)材料和雙氣室空氣彈簧等構(gòu)件來(lái)模仿啄木鳥(niǎo)頭部生理結(jié)構(gòu)而形成的一種高效被動(dòng)隔減振平臺(tái)。該平臺(tái)具有承載和隔減振作用，可有效隔離各種環(huán)境寬頻域隨機(jī)振動(dòng)對(duì)承載設(shè)備(如微機(jī)械系統(tǒng)、超精密加工系統(tǒng))的影響，提聞承載設(shè)備的工作精度，也可有效減小承載設(shè)備(如聞速旋轉(zhuǎn)機(jī)械、聞速或超聞速加工系統(tǒng))廣生的中聞?lì)l振動(dòng)或沖擊對(duì)環(huán)境的影響。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的具體方案如下:
[0008]一種仿啄木鳥(niǎo)頭部生理結(jié)構(gòu)的高效被動(dòng)隔減振平臺(tái)，包括被動(dòng)減振組件、變剛度變阻尼空氣彈簧組件、組合承載平臺(tái)和外框架，所述被動(dòng)減振組件包括硬質(zhì)橡膠墊和剪切型粘彈阻尼器，所述變剛度變阻尼空氣彈簧組件包括2個(gè)或2個(gè)以上沿機(jī)座對(duì)稱分布的雙氣室空氣彈簧，所述組合承載平臺(tái)包括鋼板制成的頂板、底板和側(cè)板，頂板、底板和側(cè)板之間設(shè)置有隔離層，所述外框架對(duì)稱安裝在機(jī)座兩側(cè)。
[0009]所述剪切型粘彈阻尼器是由粘彈性阻尼材料通過(guò)膠接或栓接使外框架和組合承載平臺(tái)構(gòu)成三層結(jié)構(gòu)的剪切型粘彈阻尼器。
[0010]所述粘彈性阻尼材料通過(guò)膠接或栓接安裝在外框架與組合承載平臺(tái)之間。
[0011 ] 所述硬質(zhì)橡膠墊安裝于環(huán)境基礎(chǔ)和機(jī)座之間。
[0012]所述鋼板為剛性大、變形小的優(yōu)質(zhì)鋼板。
[0013]所述外框架通過(guò)緊固螺栓固定在機(jī)座上，螺栓與機(jī)座之間還設(shè)有墊片。
[0014]所述隔離層為有蜂窩狀復(fù)合結(jié)構(gòu)材料制成的隔離層。
[0015]所述機(jī)座的形狀與實(shí)際環(huán)境空間相配合，為圓形或方形。
[0016]所述組合承載平臺(tái)的形狀與使用的被隔離對(duì)象相配合，為圓形或方形。
[0017]所述雙氣室空氣彈簧包括主氣室和輔助氣室，主氣室、輔助氣室分別安裝有橡膠主氣囊和橡膠輔助氣囊，輔助氣室的橡膠輔助氣囊密閉構(gòu)成壓力腔，主氣室和輔助氣室之間開(kāi)有阻尼孔作為主氣室和輔助氣室之間空氣的流動(dòng)通道。
[0018]所述剪切型粘彈阻尼器兼具彈性固體和粘性流體的特性，具有模仿啄木鳥(niǎo)頭部頭骨-腦脊液-大腦之間的流體剪切作用。
[0019]機(jī)座可根據(jù)實(shí)際環(huán)境空間設(shè)計(jì)成圓形或方形，組合承載平臺(tái)可根據(jù)被隔離對(duì)象的使用要求設(shè)計(jì)成圓形或方形，同時(shí)硬質(zhì)橡膠墊和外框架的結(jié)構(gòu)也要作相應(yīng)的調(diào)整。
[0020]用于承載被隔離對(duì)象的平臺(tái)是由剛度大的優(yōu)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼和蜂窩狀復(fù)合結(jié)構(gòu)材料構(gòu)成的一種組合承載平臺(tái)，具有承載和減振的作用。剛度大的優(yōu)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼用于模擬啄木鳥(niǎo)頭部堅(jiān)硬的喙，蜂窩狀復(fù)合結(jié)構(gòu)材料用于模仿喙底部的海綿狀軟骨，即松質(zhì)骨。
[0021]本實(shí)用新型利用剪切型粘彈阻尼模擬啄木鳥(niǎo)頭部腦脊液的流體流動(dòng)作用，利用剛度大的優(yōu)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼模擬啄木鳥(niǎo)堅(jiān)硬的喙，利用蜂窩狀復(fù)合結(jié)構(gòu)材料模擬喙底部的海綿狀軟骨，并在組成結(jié)構(gòu)中添加具有變剛度變阻尼功能的雙氣室空氣彈簧來(lái)模擬啄木鳥(niǎo)頭部的肌肉、軟骨等軟組織。在此思路上采用被動(dòng)減振組件，變剛度變阻尼空氣彈簧組件，組合承載平臺(tái)和外框架等零部件進(jìn)行優(yōu)化匹配設(shè)計(jì)形成了一種仿啄木鳥(niǎo)頭部生理結(jié)構(gòu)的高效被動(dòng)隔減振平臺(tái)。該高效隔減振平臺(tái)利用空氣彈簧優(yōu)越的衰減振動(dòng)性能、粘彈性阻尼優(yōu)越的耗能特性進(jìn)行優(yōu)化匹配來(lái)實(shí)現(xiàn)高效減振抗沖性能。
[0022]本實(shí)用新型的有益效果:本實(shí)用新型提供的一種仿照啄木鳥(niǎo)頭部生理結(jié)構(gòu)的高效被動(dòng)隔減振平臺(tái)是借鑒啄木鳥(niǎo)頭部的生理結(jié)構(gòu)特征，同時(shí)充分考慮工程實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)合的隔減振要求來(lái)設(shè)計(jì)完成的，具體有益效果如下:
[0023]1.借鑒啄木鳥(niǎo)頭部結(jié)構(gòu)，利用振動(dòng)理論和非線性阻尼理論并結(jié)合優(yōu)化設(shè)計(jì)理論將“剪切型”粘彈阻尼、變剛度變阻尼空氣彈簧組件、組合承載平臺(tái)等功能模塊設(shè)計(jì)計(jì)算優(yōu)化匹配，形成仿啄木鳥(niǎo)頭部生理結(jié)構(gòu)的高效被動(dòng)隔減振平臺(tái)，其全部隔減振元件均為被動(dòng)控制元件，不僅設(shè)計(jì)緊湊，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠，而且不消耗能量。大大克服了過(guò)往隔減振平臺(tái)由于主動(dòng)隔振元件的存在帶來(lái)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、需要耗能的弊端。
[0024]2.仿啄木鳥(niǎo)頭部生理結(jié)構(gòu)的高效被動(dòng)隔減振平臺(tái)運(yùn)用仿生學(xué)和流體動(dòng)力學(xué)理論設(shè)計(jì)，不僅具有雙氣室空氣彈簧結(jié)構(gòu)，而且還具有“剪切型”粘彈阻尼結(jié)構(gòu)，因此兼具空氣彈簧的大承載和粘彈阻尼的耗能特性，“剪切型”粘彈阻尼器與空氣彈簧結(jié)構(gòu)的優(yōu)化匹配可使隔減振平臺(tái)的減振效率較于現(xiàn)有的由單一隔振元件組成的減振平臺(tái)大幅度提高。
[0025]3.剪切型粘彈阻尼器和雙氣室空氣彈簧的組合使用使本實(shí)用新型的隔減振平臺(tái)具有兩大明顯優(yōu)勢(shì):一是系統(tǒng)低頻時(shí)高阻尼和高頻時(shí)低阻尼，能夠有效抑制低頻諧振同時(shí)又能夠隔離中高頻振動(dòng)，因此適用的頻率范圍更加廣泛；二是小承載時(shí)低剛度大承載時(shí)高剛度，“遇強(qiáng)則強(qiáng)，遇柔則柔”，因此所適用的載荷大小更加廣泛。
[0026]4.模仿啄木鳥(niǎo)頭部海綿狀松質(zhì)骨結(jié)構(gòu)而形成的蜂窩狀復(fù)合材料的組合承載平臺(tái)，能夠有效降低組合承載平臺(tái)的剛度，而且大大提高阻尼值，能夠有效衰減中高頻振動(dòng)。
[0027]5.仿啄木鳥(niǎo)頭部生理結(jié)構(gòu)的高效被動(dòng)隔減振平臺(tái)針對(duì)不同外部載荷的類(lèi)型和大小，運(yùn)用仿生學(xué)和流體動(dòng)力學(xué)理論進(jìn)行設(shè)計(jì)，包括“剪切型”阻尼的材料、厚度和寬度，空氣彈簧主、輔助氣室的空氣壓力、流量、流速等參數(shù)，當(dāng)各參數(shù)設(shè)計(jì)得當(dāng)，結(jié)構(gòu)件強(qiáng)度設(shè)計(jì)滿足要求時(shí)可使得其整體振動(dòng)量較小，可達(dá)微米級(jí)，可以為電子設(shè)備、高精密加工、高速旋轉(zhuǎn)機(jī)械、MEMS系統(tǒng)等提供較好的隔減振環(huán)境。
[0028]6.本實(shí)用新型的仿啄木鳥(niǎo)頭部生理結(jié)構(gòu)的高效被動(dòng)隔減振平臺(tái)無(wú)作動(dòng)部件，耗能低，相對(duì)于有主動(dòng)控制的減振平臺(tái)，可大幅度降低制造成本和運(yùn)行成本，節(jié)能，經(jīng)濟(jì)實(shí)用。
【專利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0029]圖1啄木鳥(niǎo)頭部生理結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖2本實(shí)用新型整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖3本實(shí)用新型中組合承載平臺(tái)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖4 (a)本實(shí)用新型中雙氣室空氣彈簧(以安裝4個(gè)為例)均勻?qū)ΨQ分布長(zhǎng)方形布置不意圖；
[0033]圖4 (b)本實(shí)用新型中雙氣室空氣彈簧(以安裝4個(gè)為例)均勻?qū)ΨQ分布菱形布置示意圖；[0034]圖5本實(shí)用新型具體實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035]圖中，I環(huán)境基礎(chǔ)，2硬質(zhì)橡膠墊，3機(jī)座，4緊固螺栓，5墊片，6外框架，7粘彈性阻尼材料，8側(cè)板，9頂板，10蜂窩狀復(fù)合材料，11底板，12主氣囊，13主氣室14阻尼孔，15輔助氣室，16輔助氣囊，17變剛度變阻尼空氣彈簧組件，18組合承載平臺(tái)，19MEMS系統(tǒng)，20喙，21松質(zhì)骨，22軟組織，23腦脊液，24大腦。
【具體實(shí)施方式】:
[0036]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明:
[0037]如圖1所示，本實(shí)用新型通過(guò)借鑒具有優(yōu)良減振抗沖性能的啄木鳥(niǎo)頭部的生理結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，啄木鳥(niǎo)頭部的生理結(jié)構(gòu)為:啄木鳥(niǎo)的喙20十分堅(jiān)固，而且喙20的底部和頭部連接的部位長(zhǎng)有一層海綿狀軟骨，稱之為松質(zhì)骨21，對(duì)喙20傳給大腦24的振動(dòng)能作很好的初步緩解。在大腦24周?chē)幸粚泳d狀骨骼，內(nèi)含液體，稱之為腦脊液23，流體流動(dòng)的剪力作用大大降低啄20擊時(shí)的沖擊力傳遞到大腦24，對(duì)外力能起緩沖和消振作用。除此之外，它的腦殼周?chē)€長(zhǎng)滿了具有減振作用的肌肉和軟組織22，可以將喙尖和頭部始終保持在一條直線上，使啄木鳥(niǎo)在啄木時(shí)頭部嚴(yán)格地進(jìn)行直線運(yùn)動(dòng)。
[0038]如圖2-3所示，一種仿啄木鳥(niǎo)頭部生理結(jié)構(gòu)的高效被動(dòng)隔減振平臺(tái)，包括被動(dòng)減振組件、變剛度變阻尼空氣彈簧組件、組合承載平臺(tái)18和外框架6，所述被動(dòng)減振組件包括硬質(zhì)橡膠墊2和剪切型粘彈阻尼器，所述變剛度變阻尼空氣彈簧組件17包括2個(gè)或2個(gè)以上沿機(jī)座對(duì)稱分布的雙氣室空氣彈簧，所述組合承載平臺(tái)18包括鋼板制成的頂板9、底板11和側(cè)板8,頂板9、底板11和側(cè)板8之間設(shè)置有隔尚層,所述外框架6對(duì)稱安裝在機(jī)座兩側(cè)。
[0039]剪切型粘彈阻尼器為由粘彈性阻尼材料通過(guò)膠接或栓接使外框架6和組合承載平臺(tái)18構(gòu)成三層結(jié)構(gòu)的剪切型粘彈阻尼器。粘彈性阻尼材料7安裝在外框架6與組合承載平臺(tái)18之間。硬質(zhì)橡膠墊2安裝于環(huán)境基礎(chǔ)I和機(jī)座3之間。鋼板為剛性大、變形小的優(yōu)質(zhì)鋼板，外框架6通過(guò)緊固螺栓4固定在機(jī)座3上，緊固螺栓4與機(jī)座3之間還設(shè)有墊片
5。隔離層為有蜂窩狀復(fù)合結(jié)構(gòu)材料10制成的隔離層。機(jī)座3的形狀與實(shí)際環(huán)境空間相配合，為圓形或方形。組合承載平臺(tái)18的形狀與使用的被隔離對(duì)象相配合，為圓形或方形。
[0040]所述雙氣室空氣彈簧包括主氣室13和輔助氣室15，主氣室13、輔助氣室15分別安裝有橡膠主氣囊12和橡膠輔助氣囊16，輔助氣室15的橡膠輔助氣囊16密閉構(gòu)成壓力腔，主氣室13和輔助氣室15之間開(kāi)有阻尼孔14作為主氣室13和輔助氣室15之間空氣的流動(dòng)通道。
[0041]所述剪切型粘彈阻尼器兼具彈性固體和粘性流體的特性，具有模仿啄木鳥(niǎo)頭部頭骨-腦脊液23-大腦24之間的流體剪切作用。
[0042]若干個(gè)雙氣室空氣彈簧構(gòu)成對(duì)稱結(jié)構(gòu)，一般采用2個(gè)或2個(gè)以上，并置于機(jī)座3和組合承載平臺(tái)18之間并沿機(jī)座3的重心對(duì)稱分布，因此可降低組合承載平臺(tái)18受到不對(duì)稱分布的激勵(lì)時(shí)發(fā)生彎曲振動(dòng)。其中在受到外力作用時(shí)，空氣可通過(guò)阻尼孔14在空氣彈簧的主氣室13和輔助氣室15內(nèi)流動(dòng)，空氣彈簧的剛度和阻尼隨之變化，從而消耗振動(dòng)能量，達(dá)到衰減振動(dòng)的目的。除此之外，變剛度變阻尼空氣彈簧組件17會(huì)隨著外載荷的大小調(diào)節(jié)自身剛度，具有一定的自適應(yīng)、自調(diào)節(jié)功能，“遇強(qiáng)則強(qiáng)，遇弱則弱”，所適用的載荷大小更加廣泛。
[0043]如圖4 (a)-圖4 (b)所示為4個(gè)雙氣室空氣彈簧沿底座重心的兩種分布方式結(jié)構(gòu)示意圖，分別為為長(zhǎng)方形布置方式和菱形布置方式。
[0044]雙氣室空氣彈簧17與由外框架6、粘彈性阻尼材料7和組合承載平臺(tái)18的側(cè)板8構(gòu)成的三層結(jié)構(gòu)的剪切型粘彈阻尼器的組合使用，能夠獲得較大的垂向支撐力和比較低的垂向剛度，而且由2個(gè)或2個(gè)以上雙氣室空氣彈簧構(gòu)成的變剛度變阻尼空氣彈簧組件17安裝在機(jī)座3和組合承載平臺(tái)18之間，相互協(xié)同工作，能夠衰減較寬頻域的振動(dòng)。由于較大的垂向支撐力因此也能夠抵抗大沖擊振動(dòng)。而且剪切型粘彈阻尼器的阻尼值隨激勵(lì)頻率的升高而降低，因此可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)低頻時(shí)高阻尼和高頻時(shí)低阻尼，能夠有效抑制低頻諧振的同時(shí)又能夠隔離中高頻振動(dòng)，大大克服現(xiàn)階段普通被動(dòng)振動(dòng)控制技術(shù)普遍存在的低頻諧振抑制和高頻振動(dòng)隔離無(wú)法兼顧的缺點(diǎn)。
[0045]如附圖5所示，為本實(shí)用新型在MEMS系統(tǒng)中的一個(gè)具體實(shí)施例，MEMS系統(tǒng)19安裝于組合承載平臺(tái)18上，四個(gè)雙氣室空氣彈簧采用方形布置方式支撐組合承載平臺(tái)18。雙氣室空氣彈簧的數(shù)量可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行設(shè)計(jì)。
[0046]本實(shí)用新型特指一種仿照啄木鳥(niǎo)頭部生理結(jié)構(gòu)而設(shè)計(jì)的用于減振、抗沖的高效被動(dòng)隔減振平臺(tái)，尤其適用于高精密加工、高速旋轉(zhuǎn)機(jī)械、微機(jī)械等精密系統(tǒng)以及電子設(shè)備等有較高隔減振要求的設(shè)備中，尤其對(duì)中高頻振動(dòng)、沖擊具有良好的隔減振效果。
[0047]上述雖然結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行了描述，但并非對(duì)本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本實(shí)用新型的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動(dòng)即可做出的各種修改或變形仍在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍以內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種仿啄木鳥(niǎo)頭部生理結(jié)構(gòu)的高效被動(dòng)隔減振平臺(tái)，其特征是，包括被動(dòng)減振組件、變剛度變阻尼空氣彈簧組件、組合承載平臺(tái)和外框架，所述被動(dòng)減振組件包括硬質(zhì)橡膠墊和剪切型粘彈阻尼器，所述變剛度變阻尼空氣彈簧組件包括2個(gè)或2個(gè)以上沿機(jī)座對(duì)稱分布的雙氣室空氣彈簧，所述組合承載平臺(tái)包括鋼板制成的頂板、底板和側(cè)板，頂板、底板和側(cè)板之間設(shè)置有隔離層，所述外框架對(duì)稱安裝在機(jī)座兩側(cè)。
2.如權(quán)利要求1所述的一種仿啄木鳥(niǎo)頭部生理結(jié)構(gòu)的高效被動(dòng)隔減振平臺(tái)，其特征是，所述剪切型粘彈阻尼器是由粘彈性阻尼材料通過(guò)膠接或栓接使外框架和組合承載平臺(tái)構(gòu)成三層結(jié)構(gòu)的剪切型粘彈阻尼器。
3.如權(quán)利要求2所述的一種仿啄木鳥(niǎo)頭部生理結(jié)構(gòu)的高效被動(dòng)隔減振平臺(tái)，其特征是，所述粘彈性阻尼材料安裝在外框架與組合承載平臺(tái)之間。
4.如權(quán)利要求1所述的一種仿啄木鳥(niǎo)頭部生理結(jié)構(gòu)的高效被動(dòng)隔減振平臺(tái)，其特征是，所述硬質(zhì)橡膠墊安裝于環(huán)境基礎(chǔ)和機(jī)座之間。
5.如權(quán)利要求1所述的一種仿啄木鳥(niǎo)頭部生理結(jié)構(gòu)的高效被動(dòng)隔減振平臺(tái)，其特征是，所述外框架通過(guò)緊固螺栓固定在機(jī)座上，螺栓與機(jī)座之間還設(shè)有墊片。
6.如權(quán)利要求1所述的一種仿啄木鳥(niǎo)頭部生理結(jié)構(gòu)的高效被動(dòng)隔減振平臺(tái)，其特征是，所述隔離層為有蜂窩狀復(fù)合結(jié)構(gòu)材料制成的隔離層。
7.如權(quán)利要求1所述的一種仿啄木鳥(niǎo)頭部生理結(jié)構(gòu)的高效被動(dòng)隔減振平臺(tái)，其特征是，所述機(jī)座的形狀與實(shí)際環(huán)境空間相配合，為圓形或方形。
8.如權(quán)利要求1所述的一種仿啄木鳥(niǎo)頭部生理結(jié)構(gòu)的高效被動(dòng)隔減振平臺(tái)，其特征是，所述組合承載平臺(tái)的形狀與使用的被隔離對(duì)象相配合，為圓形或方形。
9.如權(quán)利要求1所述的一種仿啄木鳥(niǎo)頭部生理結(jié)構(gòu)的高效被動(dòng)隔減振平臺(tái)，其特征是，所述雙氣室空氣彈簧包括主氣室和輔助氣室，主氣室、輔助氣室分別安裝有橡膠主氣囊和橡膠輔助氣囊，輔助氣室的橡膠輔助氣囊密閉構(gòu)成壓力腔，主氣室和輔助氣室之間開(kāi)有阻尼孔作為主氣室和輔助氣室之間空氣的流動(dòng)通道。
【文檔編號(hào)】F16F15/08GK203532619SQ201320614451
【公開(kāi)日】2014年4月9日 申請(qǐng)日期:2013年9月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月30日
【發(fā)明者】唐委校, 呂宏卿, 宋清華 申請(qǐng)人:山東大學(xué)